化石能源消耗所產(chǎn)生的CO2等污染物對(duì)環(huán)境造成了極大的破壞，控制CO2排放量以解決溫室效應(yīng)等環(huán)境問題是世界各國(guó)的共同目標(biāo)，我國(guó)承諾：力爭(zhēng)于2030年前達(dá)到碳排放峰值，努力爭(zhēng)取2060年前實(shí)現(xiàn)碳中和。

吉林省中深層地?zé)崮芄┡?/a>資源量大，熱流值高，開發(fā)利用前景廣闊。首先對(duì)吉林省地?zé)崮苜Y源形成條件和大地熱流特征進(jìn)行分析研究，并對(duì)省內(nèi)中深層地?zé)崮苜Y源量進(jìn)行評(píng)估，最后系統(tǒng)地對(duì)吉林省地?zé)崮芄┡?/a>開發(fā)的適宜性進(jìn)行資源評(píng)價(jià)分析。

1 吉林省地質(zhì)概況

1.1 地體構(gòu)造特征

吉林省地體構(gòu)造經(jīng)歷了前寒武紀(jì)古陸核增生，古元古代地體裂解，新元古代過渡殼增生；早古生代時(shí)期，伊-舒斷裂兩側(cè)存在著不同的大地構(gòu)造，以東是吉林-延邊早古生代增生褶皺帶，以西為華北板塊活動(dòng)陸緣島區(qū)；晚古生代經(jīng)過兩次裂陷拉張和聚合，地殼逐漸發(fā)育成熟；晚古生代晚期地體碰撞、拼合；中生代吉林省統(tǒng)一為后陸殼階段。

1.2 地層特征

吉林省的地層自下而上為:太古界、下元古界、震旦亞界、震旦及寒武系、奧陶系、志留系、泥盆系、石炭系、二迭系、侏羅系、白堊系、第三系、第四系。地層巖體劃分為：①巖漿巖建造包括塊狀堅(jiān)硬花崗巖巖組，薄層狀軟弱花崗巖風(fēng)化殼、塊狀堅(jiān)硬玄武巖組，塊狀-厚層狀較堅(jiān)硬的火山碎屑巖巖組；②沉積巖建造包括碎屑巖和碳酸鹽巖兩種；③變質(zhì)巖建造由混合巖、片麻巖、板巖、千枚巖、片巖等組成。

1.3 區(qū)域構(gòu)造演化

吉林省區(qū)域構(gòu)造演化主要分為兩個(gè)階段。

第一階段是地幔物質(zhì)的熱動(dòng)力向地表方向發(fā)育，使巖體向相反方向移動(dòng)，表現(xiàn)于研究區(qū)域的前期發(fā)育階段；

第二階段是板塊運(yùn)移對(duì)吉林省所處的板塊受到碰撞擠壓，使巖體相向移動(dòng)，對(duì)研究區(qū)域的后期發(fā)育階段產(chǎn)生作用。

前者使研究區(qū)域受到張力的影響，后者使研究區(qū)域受到壓力的影響。兩種不同方向的壓力作用于研究區(qū)域，促使研究區(qū)域發(fā)生了不同形式的構(gòu)造演化。

2 研究區(qū)地?zé)?/a>條件分析

2.1 地?zé)?/a>形成條件

儲(chǔ)存在巖層中的熱量稱為熱源；熱能大量存在的地層巖組稱為熱儲(chǔ)；在熱儲(chǔ)之上覆蓋著一層滲透率較低且能夠阻斷大部分熱量向太空傳導(dǎo)的沉積巖組，稱為熱儲(chǔ)蓋層；巖體之間的裂隙，有助于各熱儲(chǔ)之間及深部熱能與儲(chǔ)層之間的熱量傳遞，稱為熱通道。

1）熱源條件分析。相關(guān)學(xué)者對(duì)研究區(qū)的勘察資料分析表明：地層中的萬昌組、永吉組、土門子組、暉春組、登婁庫(kù)組、泉頭組、青山口組均有砂巖、砂礫巖、玄武巖、泥巖及火山灰?guī)r分布，并且熱量充滿各個(gè)巖組裂隙，熱量大，豐度高，為研究區(qū)提供了良好的熱源條件。

2）熱儲(chǔ)層分析。研究區(qū)水熱型熱儲(chǔ)層主要包括長(zhǎng)白山天池瀑布北側(cè)熱儲(chǔ)帶與西坡梯子河熱儲(chǔ)帶、撫松仙人橋大營(yíng)溫泉、長(zhǎng)白十八道溝溫泉和臨江花山老三隊(duì)溫泉群、伊通-舒蘭斷陷盆地和松遼盆地；干熱型熱儲(chǔ)層廣泛分布于研究區(qū)砂巖和基底花崗巖中，研究區(qū)具有良好的熱儲(chǔ)層條件。

3）熱儲(chǔ)蓋層分析。登婁庫(kù)組頂部發(fā)育為較厚的細(xì)粉砂巖泥巖互層，滲透率低于30 md(1 md=10-3μm2）；泉頭組頂部發(fā)育滲透率在30 md～40 md泥質(zhì)砂巖與泥巖互層；營(yíng)城組營(yíng)一段頂部發(fā)育厚度可達(dá)240 m的火山巖[地?zé)豳Y源儲(chǔ)存量評(píng)估

吉林省地?zé)崮苜Y源分布相對(duì)均勻，在吉林省東、中、西部均有分布。其中，吉林省東部包括長(zhǎng)白山天池溫泉群等地；中部包括伊通盆地等地；西部包括松遼盆地主體等地。其地?zé)豳Y源儲(chǔ)存量利用《地?zé)?/a>資源地質(zhì)勘查規(guī)范》所提倡的熱儲(chǔ)法計(jì)算，計(jì)算公式如下:

熱儲(chǔ)面積及孔隙度通過整理吉林省東、中、西部熱異常區(qū)現(xiàn)有的地?zé)峥辈?/a>資料確定。熱儲(chǔ)層巖石和地?zé)崃黧w密度及比熱的數(shù)據(jù)通過查閱《地?zé)豳Y源評(píng)價(jià)方法及估算規(guī)程》進(jìn)行取值，水的密度取998.2kg/m3，比熱取4 183 J/kg·℃。因?yàn)?a href="http://stolid.cn/t/地?zé)峋?html" >地?zé)峋?/a>井身埋藏于地下，井筒和周圍地層之間會(huì)產(chǎn)生傳熱現(xiàn)象，所以研究區(qū)熱儲(chǔ)厚度取地表至地下3 000 m的深度。由于地溫梯度的影響，故將研究區(qū)熱儲(chǔ)厚度劃分為0～200 m的淺層地?zé)崮?/a>、200 m～1 000 m和1 000m～3 000 m的中深層地?zé)崮?/a>進(jìn)行計(jì)算。

各熱異常區(qū)熱儲(chǔ)面積、孔隙度、厚度及巖石密度和比熱

吉林省中深層地?zé)豳Y源儲(chǔ)存量為2.81×10²²J，折合標(biāo)準(zhǔn)煤量1.59×10¹¹tce；地?zé)豳Y源儲(chǔ)存量可開采量為2.25×10²¹J，可開采地?zé)?/a>資源量折合標(biāo)準(zhǔn)煤量1.27×10¹⁰tce。

4 結(jié)論

1）吉林省地層中含有較高熱量的巖組，并且擁有大量的溫泉群和熱儲(chǔ)帶，熱源條件優(yōu)越，同時(shí)廣泛分布著滲透率較低的泥巖，具有較好的隔熱性能，阻斷大部分熱量向空氣中流失，區(qū)域內(nèi)發(fā)育的斷裂系統(tǒng)具有方向多元、層級(jí)豐富的特點(diǎn)，是熱量較快傳遞的重要保障。因此，研究區(qū)具有較好的地?zé)?/a>生成條件。

2）吉林省熱儲(chǔ)深度在3 000 m以內(nèi)的中深層地?zé)豳Y源儲(chǔ)存量為2.81×10²²J，折合標(biāo)準(zhǔn)煤1.59×10¹¹tce；可開采地?zé)?/a>資源量為2.25×10²¹J，可開采地?zé)豳Y源量折合標(biāo)準(zhǔn)煤1.27×10¹⁰tce，且在大地熱流的熱補(bǔ)償作用下中深層地?zé)崮?/a>具有較好的地溫恢復(fù)性。

3）吉林省屬于寒冷地區(qū)，供暖周期長(zhǎng)，燃煤供暖經(jīng)濟(jì)成本高并且污染環(huán)境，若能將吉林省中深層可開采地?zé)?/a>資源量加以開發(fā)利用，可減少CO2排放3.03×10¹⁰t，在當(dāng)前政策和能源背景下，適宜大規(guī)模推進(jìn)淺-中-深層地?zé)崮芮鍧嵐┡?/a>項(xiàng)目。